本文關(guān)鍵詞：基于定向天線的無線自組織網(wǎng)絡(luò)吞吐量建模與分析研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線自組織網(wǎng)絡(luò)不依賴于固定基礎(chǔ)設(shè)施,組網(wǎng)快速靈活,抗毀性強(qiáng),在軍事和民用領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景�；诙ㄏ蛱炀�的無線自組織網(wǎng)絡(luò)具有單跳定向傳輸距離遠(yuǎn),數(shù)據(jù)傳輸抗干擾能力強(qiáng),空分復(fù)用度和網(wǎng)絡(luò)飽和吞吐量高等優(yōu)勢,近年來受到了研究人員廣泛的關(guān)注。然而,如何針對波束寬度與MAC吞吐量之間的關(guān)系進(jìn)行定量分析?在不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件下,MAC吞吐量的上限是什么?對于具體的定向信道接入控制協(xié)議,如何通過理論建模的方法對其飽和吞吐量性能進(jìn)行分析?現(xiàn)有研究工作均無法給出令人滿意的答案。本文探索了單跳定向無線自組織網(wǎng)絡(luò)吞吐量的建模與分析方法,為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議性能優(yōu)化提供理論依據(jù)。主要創(chuàng)新工作包括:(1)針對MAC吞吐量理想上界分析展開研究。提出了定向鏈路并發(fā)圖的方法描述定向并發(fā)傳輸?shù)募s束條件,并將定向無線自組織網(wǎng)絡(luò)MAC吞吐量最大化的問題描述成帶約束的多商品流問題。該優(yōu)化問題是一個(gè)典型的NP難問題,因而需要提出合理的啟發(fā)式算法尋找滿足約束條件的解。本文分別在不考慮業(yè)務(wù)流公平性和業(yè)務(wù)流間公平性因子為1的兩類條件下,提出了四種求解算法,并針對算法的復(fù)雜度進(jìn)行了分析。通過算法求解,定量分析了不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件下,天線波束寬度與MAC吞吐量理想上界之間的關(guān)系。(2)針對典型定向隨機(jī)接入?yún)f(xié)議(D-MAC)飽和吞吐量建模展開研究。結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)分析,指出了由于定向隱藏終端和定向暴露終端的存在,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中不同業(yè)務(wù)流的飽和吞吐量存在較大差異。因此,在單跳全向網(wǎng)絡(luò)中針對網(wǎng)絡(luò)總飽和吞吐量進(jìn)行建模的傳統(tǒng)方法不適用于單跳定向網(wǎng)絡(luò)。本文針對D-MAC協(xié)議中的節(jié)點(diǎn)退避過程,建立了三維馬爾科夫鏈模型,并通過分析定向無線自組織網(wǎng)絡(luò)中三種不同類型的沖突,分別求解網(wǎng)絡(luò)中不同業(yè)務(wù)流的發(fā)送概率和沖突概率,并推導(dǎo)出每一條業(yè)務(wù)流的飽和吞吐量。不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件下的仿真結(jié)果證明了模型的有效性。同時(shí),將D-MAC協(xié)議的飽和吞吐量的理論值、仿真值與MAC吞吐量的理想上界進(jìn)行比較和分析,揭示協(xié)議開銷對網(wǎng)絡(luò)吞吐量的影響。
【關(guān)鍵詞】：定向無線自組織網(wǎng)絡(luò) MAC吞吐量 定向鏈路并發(fā)圖 D-MAC協(xié)議 飽和吞吐量 馬爾科夫鏈模型
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN828.6;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景12-16
• 1.1.1 無線自組織網(wǎng)絡(luò)發(fā)展12-13
• 1.1.2 定向天線簡介13-15
• 1.1.3 定向無線自組織網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢15-16
• 1.2 研究思路和主要創(chuàng)新點(diǎn)16-17
• 1.3 論文組織結(jié)構(gòu)17-19
• 第二章 定向無線自組織網(wǎng)絡(luò)吞吐量建模難點(diǎn)分析19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 吞吐量建模相關(guān)工作19-21
• 2.3 定向無線自組織網(wǎng)絡(luò)吞吐量建模難點(diǎn)問題21-27
• 2.3.1 MAC吞吐量理想上界求解21-23
• 2.3.2 定向暴露終端和隱藏終端對飽和吞吐量的影響23-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于定向鏈路并發(fā)圖的定向MAC吞吐量理想上界求解28-44
• 3.1 引言28
• 3.2 定向鏈路并發(fā)圖28-30
• 3.3 非公平條件下MAC吞吐量理想上界30-38
• 3.3.1 DC算法30-32
• 3.3.2 LG算法32-33
• 3.3.3 CM算法33-35
• 3.3.4 算法求解35-38
• 3.4 公平條件下MAC吞吐量理想上界38-43
• 3.4.1 算法描述38-40
• 3.4.2 算法求解40-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 基于馬爾科夫鏈的定向隨機(jī)接入?yún)f(xié)議飽和吞吐量建模44-62
• 4.1 引言44
• 4.2 D-MAC協(xié)議概述44-45
• 4.3 定向沖突分析45-47
• 4.4 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流吞吐量建模與推導(dǎo)47-51
• 4.4.1 三維馬爾科夫鏈模型47-48
• 4.4.2 發(fā)送概率48-49
• 4.4.3 條件沖突概率49-50
• 4.4.4 業(yè)務(wù)流吞吐量50-51
• 4.5 仿真與結(jié)果分析51-58
• 4.5.1 發(fā)送概率52-54
• 4.5.2 沖突概率54-56
• 4.5.3 業(yè)務(wù)流吞吐量56-58
• 4.6 D-MAC協(xié)議飽和吞吐量與理想上界對比分析58-61
• 4.7 本章小結(jié)61-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 研究總結(jié)62
• 5.2 研究展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-71
• 致謝71-72
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 TOWSLEY Don;LIO Pietro;;An adaptive directional MAC protocol for ad hoc networks using directional antennas[J];Science China(Information Sciences);2012年06期

  本文關(guān)鍵詞：基于定向天線的無線自組織網(wǎng)絡(luò)吞吐量建模與分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：502005